浅论工业企业噪声自动监控系统建设

2024-05-04刘鹏

皮革制作与环保科技 2024年5期

刘鹏

（抚顺市生态环境事务服务中心，辽宁抚顺 113006）

引言

抚顺作为典型的北方重工业城市，环境问题一直是制约城市发展的一个重要因素，开展环境治理显得尤为重要。目前抚顺市工业污染源在线监控系统已经建设并运行，100多家企业近300余个监控点位基本覆盖了全市95%以上的水、气重点污染源企业。工业污染源自动监控系统的建设和运行可以有效地为生态环境管理、生态环境执法、污染物总量控制、空气环境质量预报等方面提供详实准确的数据支撑，并有效地改善了大气、水环境质量，取得了明显的社会效益、经济效益和生态效益。近年来，人们的环保意识不断增加，对生活幸福满意度的要求也在不断提高，噪声扰民问题特别是工业企业噪声扰民问题已经成为近年来信访的主要问题，日益成为环境领域的突出问题。噪声污染是一种严重的环境问题，它不仅能够影响人们的身体健康，还会影响社会生活秩序和经济发展。从生态环境管理部门信访投诉举报管理平台近年来的统计来看，噪声信访举报问题占全部问题的45.0%，居各类举报问题第2位。因此，有效监测和治理噪声污染是迫切需要。开展工业企业噪声智能在线监控系统的建设和运行十分必要，可极大地提高监测效率，降低劳动强度。系统的有效运转可以有效地实时掌控工业企业声环境状况和噪声污染问题，对提高并改善社会声环境质量起到科技支撑作用，提高人们的生活质量。

1 工业企业噪声自动监控系统的建设

为了加强噪声污染防治工作，我国出台了一系列的法律法规、标准规范和技术要求。例如，《中华人民共和国噪声污染防治法》（2021年修订）规定了噪声污染防治的基本原则、责任主体、管理措施、法律责任等内容；《关于加强噪声监测工作的意见》（2021年发布）明确了完善声环境质量监测网络、建立噪声自动监测系统、推进噪声监测信息发布等工作任务；《功能区声环境质量自动监测技术规范》（HJ 906-2017）、《环境噪声自动监测系统技术要求》（HJ 907-2017）等标准规范了噪声在线监测仪的设置、运行、校准等技术环节。通过对工业企业噪声智能在线监测综合管控方案的研究，以抚顺市石化公司烯烃厂为例，能够提供有效、及时、科学的环境噪声监测手段，为声环境管理和评价提供有力的数据基础，同时为环境质量信息发布提供高效的平台。

1.1 系统总体架构

环境噪声自动监测系统包括现场声环境监测子站、通讯网络、控制中心等三部分。现场监测子站包含噪声子站、气象子站、车流量子站等。声环境监测子站与监控中心进行数据交互，监控中心对采集的噪声数据进行分析、汇总并处理，由系统软件全天候无人处理的方式进行，具有安装部署快、运行简单的优势，可以为管理部门及时、精准地进行声环境评估和治理方案的确定提供科学、可靠的依据。（系统总体结构见下图1所示）

图1 噪声监测系统总体架构

1.2 系统建设内容

抚顺石化公司烯烃厂噪声在线监控系统项目主要从以下三个方面进行建设。

1.2.1 全面、准确的噪声在线环境监测系统建设

根据抚顺石化公司烯烃厂现有环境监测系统及主要污染源分布情况，建立环境噪声在线监测系统，对城区不同类型的污染源分别建立对应的监测设施和监测系统，做到抚顺石化公司烯烃厂环境噪声监测全覆盖。采用网格化高密度监测系统，动态实时监测区域内各类声环境噪声分布情况。

根据抚顺市区现有环境监测系统及主要污染源分布情况，建立网格化环境噪声在线监测系统。针对抚顺市区已有空气站分布、道路及各类污染源分布情况，建立全面、有针对性的环境噪声质量监测系统，对不同类别的污染源制定对应的监测方案和配备相应的监测设备，提高监测精度，做到对城区环境突发事件的及时发现、及时治理，为抚顺市大气污染防治提供数据支持。以抚顺石化公司烯烃厂为中心，在其周边安装智慧噪声在线监测仪，进行噪声实时监控。目前，抚顺石化公司烯烃厂共计安装4个监测点，主要涉噪声企业网格、建筑工地网格、餐饮噪声排放、城区无组织噪声排放等内容。

（1）噪声监测子站建设。主要由户外传声器、噪声分析仪和通讯模块组成。首先通过户外传声器采集噪声信号，此信号经过噪声分析仪进行数据处理，再由通讯模块通过有线/无线网络，将环境噪声实时监测信息传输到噪声监测服务器，经过环境噪声软件管理平台进行数据统计、分析、存储等处理后，将信息传输至信息发布服务器，再通过光纤/无线传输网络将多种信息传输至任意信息发布显示屏，进行实时显示。噪声子站、信息发布显示屏均采用市电供电。噪声采集分析前端包括：1/2英寸电容传声器、嵌入式噪声分析仪、支架立杆、室外防护罩。噪声采集分析前端通常立杆式安装，电容传声器与数据分析部分采用Lemo口电缆连接，数据分析部分采用RSTech嵌入式智能分析控制主机，该设备核心处理器为高速多通道DSP，其处理能力强大，同时配置了精简的操作系统、专用的设备驱动程序和高效的TCP/IP协议栈。噪声子站、信息显示屏配套建设模式特别适合于人流量比较多的噪声功能区监测。其中，UPS不间断电源为噪声监测子站供电，可保证噪声监测子站在市电断电时正常工作。信息显示条屏显示噪声实时监测值，可让公众及时了解环境噪声信息。

（2）采用网格化高密度监测系统，动态实时监测区域内各类声环境噪声分布情况。

（3）具有网格化高密度时空分辨率特性的监测系统，能够掌握环境噪声的异常数据，做到预警及时。并依据环境管理部门的业务需求，准确快捷地将信息发送至涉事单位和相关责任部门，为生态管理部门提高监管水平提供保障。

（4）建立环境噪声预警智慧系统。充分应用地理信息技术、物联网技术和通讯网络技术，实现监测信息实时快速采集、传输、计算处理、显示和存储，建立多部门、多人员的监测信息共享数据库和污染源排放等基本信息库。噪声预警智慧系统具有实时监测、天气信息、视频监控、应急指挥、信息发布、数据查询、信息共享、基本信息、系统管理等不同功能模块，以实现信息全覆盖和快速发布与反馈。

监控终端与数据平台可构成监测系统。系统提供了噪声监测数据、温度、湿度及气象监测、污染物超标视频抓拍。终端数据可以通过有线或者无线网络连接到监控中心数据管理平台。平台软件可以实现查询、统计、数据输出以及预警等多种功能。

1.2.2 智慧环保暨监测预警指挥执法系统软件建设

（1）以标准体系、认证体系构建统一双因子认证，实现与现有系统的互联互通。

（2）建设抚顺市环境监管移动执法平台软件和环境监管移动执法APP应用系统，搭建基础支撑软硬件环境，配备智能移动应用终端及执法工具箱，并可采用无人机航拍方式及夜间红外技术对污染源点位实时拍照取证和录像取证，实现信息的实时采集和业务流程的全程监管。

（3）建设环境管理综合指挥中心平台系统，该系统能集成现有的在线监控、大气监控、移动执法系统数据，并结合GIS地理信息系统综合展示各相关环境监管数据，根据环境管理污染报警情况，可指挥调度各执法部门快速联合执法。智慧环保暨监测预警指挥执法系统可以有效实现对各类环境数据的管理、共享，以及交互数据的后期整理、分析和利用。建立数据体系与数据库体系，提高数据质量，形成不同粒度和层次的信息资源。根据业务需求分析、职能域用户视图分析、职能域数据流分析、职能域数据元整理等内容对污染源和环境质量相关的业务数据进行数据资源规划。监控中心数据平台是噪声管理软件的重要组成部分，主要由子站管理、权限管理、数据处理、报表管理、通信管理和信息发布等板块组成。软件架构如下图2。

图2 噪声监测系统软件结构

监控数据管理中心平台主要由通信服务、子站管理、数据处理和用户管理中心等5个模块组成。其中：通信服务管理模块可以实现对各硬件之间的通信和数据传输的管理功能。子站管理模块对监测点信息、在线设备监控、报警管理和参数设置实现管理。数据处理模块可以实现监测数据实时显示、数据查询、统计和分析等功能，用户管理模块具有用户管理、权限管理和日志管理等功能。

环境信息发布系统将有关大气、水环境、声环境信息进行整合，并通过互联网平台对外及时发布。广大群众可以通过户外LED显示屏第一时间了解环境信息。信息系统平台的发布有两种模式：手动发布模式和自动发布模式。系统平台可以将每天的实时空气污染指数、环境质量级别、主要水质状况、声环境状况等环境质量信息通过户外LED显示屏进行发布，可以让公众更好地了解所在区域的环境质量状况，保障人民群众的信息知情权，增强人们的环境意识。显示屏同时也可支持文字、图片、视频以及多种组合的多媒体方式将环保政策法律法规、环境宣传信息和其他信息进行编辑和发布。

1.2.3 智慧环保暨监测预警指挥执法系统服务器建设

服务器建设以满足环境监测系统数据分析及智慧环保暨监测预警指挥执法系统软件需求为基础，支持前端海量数据的高速写入、长期稳定存储及快速读取。服务器作为整个系统数据服务的硬件基础，与抚顺市环保局现有信息化系统高度融合，提高了信息化系统的利用效率，为环境监测、预警及执法提供数据硬件支撑。

1.2.4 系统建设周期

本系统建设预计总工期为合同签订之日起55个日历日，其中包括制定详细的点位分布设计图、安装组件、调试及试运行并验收（验收阶段一个月时间）。

2 工业企业噪声自动监控系统运行对环境管理的支撑

2.1 提高城市环境监测管理能力

噪声监测采用传统的手工监测方法，在数据获取的实时性、代表性等方面很难满足现代声污染环境评价和管理决策的需要。建设自动监测系统可以实现连续、稳定的运行，并结合管理平台软件的使用实时同步噪声时空分布监测数据，为实施“宁静工程”提供了及时、准确的环境噪声监测手段，对推动环保领域的技术进步和科技发展，提高城市环境监测管理能力具有十分重要的现实意义。通过新建噪声自动监测系统和环境信息发布系统，将使环境质量监测自动化提高一个台阶，可形成水、气、声全方位环境信息的自动监测，为全面环境质量信息的发布提供非常重要的基础数据源及与环境现状同市民间的辐射窗口[1]。

2.2 增强城市环境监察执法效能

噪声污染源自动监测手段的应用可以快捷、及时地掌握相关数据，对重大环境污染事故及时采取应急措施，并将大大减少老百姓的投诉。同时，自动监测手段的应用可以减轻执法人员的工作强度，提高工作效率并降低环境执法成本。如果我们的噪声监管手段仍然停留在人盯人的水平上，甚至只能通过老百姓的投诉、举报才能获得相关噪声污染信息，那么基于噪声污染的实时性，环境监察人员很难收集噪声污染的证据。自动监测系统的建立可以有效实现远程监控，提高数据采集的准确性和及时性，减少现场监察次数并提高监察效率。通过现代化、自动化的监测手段，可以有效掌握环境质量信息，为发布环境质量现状提供可靠的数据基础。

2.3 提供环境信息发布服务平台

噪声污染问题直接影响人们的感知，越是人员聚集的地方，社会影响面越大，人们的关注度就越高。目前我国经济发达的地区在重要的人流密集区和主要的交通干线上均设立了噪声显示屏，这一举措直观地反映了当前的环境噪声情况，增强了人们的环境意识，对环境的关注度也越来越高，对城市的环境管理起到了推动作用。目前比较成熟的地方将大气、水的环境质量实时信息也一同发布，极大地提高了人们对环境的关注度，是其他媒体无法比拟的，对建设和谐、绿色发展的社会起到了推动作用，同时也将促进环境监测自动化的建设和科技能力水平的发展。

环境噪声自动监测系统与信息发布系统已经在全国各地，特别是经济较发达地区成为一种必要手段。拟筹建城市环保视窗建设项目是提高城市品位，构建和谐社会的需要，是一项民心工程，是一项“功在当代、利在千秋”的伟业！有效实施环境管理的前提条件是增强公民的环境保护意识，并鼓励其积极参与环境保护建设。环境信息发布系统能让公众及时了解环境质量现状，增强环保意识，为政府和公众提供直观的互动交流平台，这有助于公众对环境保护工作进行有效监督，体现了政务的公开化、透明化，有利于构建和谐社会。

2.4 实现对各类环境数据的统一管理

根据环境数据的特点对环境数据进行合理的整合，化解数据利用难度，加强对环境业务数据的交互以及后期整理、分析和利用，并通过丰富的统计图表展现出来，为实现部门间的数据共享和对策制定提供有效支持。结合抚顺市生态环境局环境管理的实际情况，以抚顺石化公司烯烃厂为中心，对其周边安装智能噪声在线监测仪，进行声环境质量实时监控。